本發(fā)明涉及一種熱能機，尤其是燃?xì)廨啓C，其具有壓縮機以壓縮沿著機械縱向中軸線在軸向流動方向上流動的空氣質(zhì)量流，具有軸向上在該壓縮機下游連接的擴散器，以及具有兩個相對的、徑向上更靠外布置的筒倉燃燒室，從擴散器溢出的空氣質(zhì)量流能夠通過由熱能機的殼體部件相應(yīng)構(gòu)成的擴散器出口區(qū)域流出到該筒倉燃燒室中，并且在該筒倉燃燒室處該擴散器出口區(qū)域在徑向上匯入到導(dǎo)向筒倉燃燒室的流入通道。

背景技術(shù)：

一般的熱能機也作為現(xiàn)有技術(shù)中的燃?xì)廨啓C通常是已知的，其中在軸向的流動方向上安置在壓縮機或者是壓縮機出口下游之后的擴散器尤其一方面用于使空氣質(zhì)量流的延遲和壓力升高，另一方面使得盡可能均勻地進入由內(nèi)殼、中殼、燃燒室入口區(qū)域或者是燃燒室輸送區(qū)域以及擴散器出口構(gòu)成的增壓室中。在此目前擴散器出口區(qū)域被構(gòu)造為，使得來自擴散器的空氣質(zhì)量流徑向?qū)ΨQ地均勻流出且該空氣質(zhì)量流接著進一步被徑向法蘭連接的燃燒室裝置引導(dǎo)至流入通道中。

在此，在現(xiàn)有技術(shù)中基本上分為三種不同的燃燒室變體。在第一變體中將燃燒室設(shè)計為環(huán)面狀的燃燒室。其通常也被稱為環(huán)形燃燒室，例如在ep1508680a1中。

在例如在公開文件ch703225a2中所示的第二變體中，燃?xì)廨啓C大多包括七個或者十二個所謂的管狀燃燒室。在此，這些管狀燃燒室都在一個假想的圓中平放地以均勻的周向間距圍繞燃?xì)廨啓C的機械軸線分布布置。于是其各自的熱氣體流通過過渡零件在渦輪機入口處匯集成環(huán)流。此外us2014/0060001a1示出了管狀燃燒室的特殊變體。

作為第三變體已知所謂的筒倉燃燒室，其中僅僅兩個平放或者豎立布置的筒倉設(shè)置在剩余的燃?xì)廨啓C的側(cè)面。燃燒室處于該筒倉中，從而兩個筒倉的熱氣體流在渦輪機入口處匯集成環(huán)流。

尤其在前述筒倉燃燒室中不利的是，由壓縮機提供的、輸入到筒倉的燃燒室輸送區(qū)域的空氣質(zhì)量流的一部分與流入通道中的流動方向方向不一致。該方向偏差能夠?qū)諝赓|(zhì)量流的整體流動特性造成不利的影響，由此經(jīng)常僅僅有限地均勻流入尤其是流入通道中，因此渦輪機總體上低效地工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是，進一步研發(fā)這種類型的熱能機，以至少消除前述缺點。

該任務(wù)由以下熱能機、尤其是由燃?xì)廨啓C解決，該熱能機具有用于壓縮沿著機械縱向中軸線在軸向流動方向上流動的空氣質(zhì)量流的壓縮機，具有軸向上在該壓縮機下游連接的擴散器，以及具有兩個相對的、徑向上更靠外布置的筒倉燃燒室，從擴散器溢出的空氣質(zhì)量流能夠通過由熱能機的殼體部件相應(yīng)構(gòu)成的擴散器出口區(qū)域流出到該筒倉燃燒室中，并且在該筒倉燃燒室處該擴散器出口區(qū)域在徑向上匯入到導(dǎo)向筒倉燃燒室的流入通道，其中在擴散器出口區(qū)域中設(shè)置至少一個流出裝置，通過該至少一個流出裝置從擴散器溢出的空氣質(zhì)量流的一部分可以有針對性地朝筒倉燃燒室的流入通道轉(zhuǎn)向。

該結(jié)構(gòu)使得擴散器出口區(qū)域被構(gòu)造為，使得從擴散器溢出的空氣質(zhì)量流關(guān)于其環(huán)形的擴散器出口不對稱地流出到流入通道中，以均勻地引導(dǎo)至筒倉燃燒室的流入通道，關(guān)于空氣質(zhì)量流的流動損耗能夠顯著降低，從而也能夠整體上更高效地運行熱能機。

也就是能夠說，本發(fā)明關(guān)注的是，從擴散器溢出的空氣質(zhì)量流有針對性地徑向不對稱地流出，以能夠均勻地向筒倉燃燒室的側(cè)面以及相互相對設(shè)置的流入通道傳輸。

在此通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)上的措施在擴散器的下游如此改變擴散器的流出，使得空氣質(zhì)量流或者相對于空氣質(zhì)量流被壓縮的燃燒空氣得到在筒倉燃燒室的流入通道的方向上的優(yōu)選方向。這尤其涉及空氣質(zhì)量流的以下這些部分，其主流動方向與由流入通道預(yù)設(shè)的主流動方向不同。

目前，來自擴散器的空氣質(zhì)量流徑向?qū)ΨQ地流出，即其在擴散器的周向方向均勻且集中地、圍繞機械縱向中軸線均勻分布地從擴散器流出來，直到空氣質(zhì)量流的部分要么無障礙地流入到流入通道中或者是流入到流入通道的開口中，或者碰撞內(nèi)殼且接著從那里以某種方式進一步到達流入通道中。

應(yīng)當(dāng)理解的是，所提出的這些結(jié)構(gòu)上的措施能夠是不同的，以將來自擴散器的空氣質(zhì)量流在本發(fā)明的意義上有針對性地導(dǎo)向流入通道。

因此，構(gòu)成擴散器后續(xù)連接的增壓室或者構(gòu)成擴散器出口區(qū)域的單個或者多個構(gòu)件能夠例如被設(shè)計為，使得該構(gòu)件也用作導(dǎo)流裝置并且因此局部地轉(zhuǎn)向從擴散器溢出的空氣質(zhì)量流，以均勻地傳輸筒倉燃燒室的流入通道的空氣流動的相關(guān)部分。由此使得關(guān)于機械縱向中軸線和擴散器出口的所有周向位置不對稱地、更精確地說徑向不對稱地流出空氣。

能夠限定增壓室或者擴散器出口區(qū)域的這些構(gòu)件例如包括熱能機的內(nèi)殼、中殼、擴散器出口、筒倉燃燒室入口或者是筒倉燃燒室傳輸區(qū)域或者類似物。換言之：內(nèi)殼、中殼、擴散器出口、筒倉燃燒室入口或者筒倉燃燒室傳輸區(qū)域能夠同時被構(gòu)造為導(dǎo)流裝置，只要它們的輪廓有針對性地被構(gòu)造用于局部流動轉(zhuǎn)向所述的空氣流。

術(shù)語擴散器的“下游”在此描述在流動方向上處于擴散器后面的區(qū)域。

術(shù)語“熱能機”在本發(fā)明的意義上主要涉及渦輪機，尤其還是燃?xì)廨啓C。就此而言，術(shù)語“熱能機”和“渦輪機”在此被同義地使用。

根據(jù)一種尤其優(yōu)選的技術(shù)方案，擴散器被設(shè)計為環(huán)形擴散器，其中兩個流入通道對應(yīng)于筒倉燃燒室的結(jié)構(gòu)相對布置且設(shè)置兩個導(dǎo)流裝置，它們靠近殼體部件壁地、相對地布置在流入通道之間。

借此尤其能夠?qū)⒖諝饬鞯脑摬糠钟行У剞D(zhuǎn)向流入通道，其流出方向在離開擴散器出口時與流入通道的主流動方向偏離很多。

附加地或者替代地有利的是，在擴散器下游在殼體部件內(nèi)布置至少一個流出裝置，該流出裝置被設(shè)計為，使得從擴散器溢出的空氣質(zhì)量流徑向不對稱地流出，以將流入通道均勻地導(dǎo)向筒倉燃燒室。通過這種流出裝置能夠相應(yīng)地修改在本發(fā)明的意義上的熱能機，而不必在此顯著地改變熱能機的殼體部件或者類似物。因此在必要時也能夠加裝流出裝置。

當(dāng)從擴散器溢出的空氣質(zhì)量流在徑向地碰撞殼體部件壁之前不對稱地流出時，空氣質(zhì)量流的一部分可能已經(jīng)獲取有利的流動方向改變。優(yōu)選地，空氣質(zhì)量流的經(jīng)碰撞部分相比目前以更小的銳角碰撞例如內(nèi)殼，從而使空氣質(zhì)量流總體上在擴散器出口區(qū)域中能夠較不強烈地渦旋且能夠有效地導(dǎo)向流入通道。

如果擴散器出口區(qū)域或者至少一個布置在殼體部件內(nèi)、擴散器下游的流出裝置在擴散器的周向方向上不對稱地構(gòu)造，那么空氣質(zhì)量流在其整體上能夠更有效地導(dǎo)入到流入通道中。

當(dāng)擴散器出口區(qū)域或者至少一個布置在殼體部件內(nèi)、擴散器下游的流出裝置關(guān)于機械縱向中軸線定制的中間平面具有兩個從中間平面在徑向上向外延伸的流出面時，來自擴散器的空氣質(zhì)量流能夠特別好地導(dǎo)向流入通道中，該流出面在中間平面上方或者在中間平面中具有到機械縱向中軸線的最小間距。

在本發(fā)明中，該中間平面優(yōu)選地垂直于由筒倉燃燒室裝置的縱向延伸限定的筒倉燃燒室裝置的縱向軸線延伸。

當(dāng)兩個流出面至少部分地圍繞機械縱向中軸線彎曲時，尤其來自擴散器的空氣質(zhì)量流的、不直接朝流入通道的開口的方向流動的部分能夠在本發(fā)明的意義上得到有利的流動方向變化。

就這點而言，兩個流出面關(guān)于機械縱向中軸線均具有適當(dāng)選擇的半徑，該半徑限制了各個流出面的相應(yīng)的彎曲。

在此背景下，當(dāng)兩個流出面面對機械縱向中軸線被凹形地構(gòu)造時，也是有利的，由此空氣質(zhì)量流的部分能夠有針對性地在流入通道的開口或者匯入口的方向上朝著在徑向上更靠外轉(zhuǎn)向。

同樣有效地是，當(dāng)兩個流出面從中間平面開始以變化的曲率在徑向上進一步向外延伸。由此能夠得到空氣質(zhì)量流的有關(guān)部分的尤其有針對性的流動轉(zhuǎn)向。

此外有利的是，兩個流出面在面向中間平面一側(cè)的區(qū)域中相對于在背對中間平面一側(cè)的區(qū)域中構(gòu)造為更劇烈地彎曲。由此使該轉(zhuǎn)向的部分更好地沿著流出面導(dǎo)入直至流入通道中。

當(dāng)兩個流出面關(guān)于機械縱向中軸線具有相同的半徑伸延時，來自擴散器的空氣質(zhì)量流能夠在此尤其均勻地分布在兩個相對布置的、在徑向上更靠外布置的筒倉燃燒室上。

優(yōu)選地，盡管本發(fā)明修改了擴散器出口區(qū)域，但是這不損害可由擴散器獲得的靜態(tài)壓力提高。

有利地，在根據(jù)本發(fā)明的熱能機上通過經(jīng)調(diào)整的空氣質(zhì)量流能夠?qū)崿F(xiàn)基本上均勻地流入到筒倉燃燒室中。當(dāng)分配給筒倉燃燒室的空氣質(zhì)量流的部分對應(yīng)地已經(jīng)相應(yīng)地隨著某些經(jīng)調(diào)整的流流入到流入通道時，在筒倉燃燒室的燃燒過程中不平衡負(fù)載也能夠有利地降低。

附圖說明

根據(jù)本發(fā)明的其他特征、效果和優(yōu)點根據(jù)所附的附圖和下文的描述闡述，其中作為熱能機示范性地示出和描述具有如此構(gòu)造的擴散器出口區(qū)域的渦輪機，即從擴散器溢出的空氣質(zhì)量流不對稱地流出。

其中：

圖1示出了燃?xì)廨啓C的擴散器出口區(qū)域的橫截面示意圖；和

圖2示出了根據(jù)圖1的擴散器出口區(qū)域的非常簡化的縱截面示意圖。

具體實施方式

圖1和圖2中至少部分示出的渦輪機1是燃?xì)廨啓C2。

在此，渦輪機1主要包括用于壓縮在軸向流動方向4上流動的空氣質(zhì)量流5的壓縮機3(見圖2)(僅示范性地用數(shù)字標(biāo)記)。

在此，壓縮機3同中心地圍繞同樣表示機械軸線的渦輪機縱向中軸線6布置。

壓縮機3的下游，即在流動方向4上設(shè)置在壓縮機3的后面，在軸向上下游連接地布置擴散器7，其中該擴散器7具有同中心地圍繞渦輪機縱向中軸線6構(gòu)造的擴散器出口8，從該擴散器出口8出來的空氣質(zhì)量流5相應(yīng)地減速到達擴散器出口區(qū)域9中。

擴散器出口區(qū)域9尤其通過渦輪機1的內(nèi)殼10限定并且最終匯入兩個在側(cè)面上法蘭連接在內(nèi)殼10上的流入通道15和16，它們又從渦輪機1的兩個筒倉燃燒室出口區(qū)域(未示出)導(dǎo)向兩個相對的、徑向上更靠外布置的筒倉燃燒室(同樣未示出)。

在這兩個筒倉燃燒室裝置中輸送來自擴散器7的空氣質(zhì)量流5，其中根據(jù)本發(fā)明如此構(gòu)造擴散器出口區(qū)域9，使得從擴散器7溢出的空氣質(zhì)量流5有針對性地非對稱地流出，以均勻地導(dǎo)向筒倉燃燒室的流入通道15和16。

空氣質(zhì)量流5的這種不對稱地向擴散器7流出或者是從擴散器出口8出來在該實施例中尤其好地通過相應(yīng)構(gòu)造的流出裝置17實現(xiàn)。

特別地，在空氣質(zhì)量流5徑向上鈍地撞擊在殼體部件壁18之前，從擴散器7溢出的空氣質(zhì)量流5不對稱地流出。

在此，該擴散器出口區(qū)域9或者在擴散器7下游布置的流出裝置17在擴散器7的周向方向19上非對稱地構(gòu)造并且靠近殼體部件壁布置。

流出裝置17關(guān)于由渦輪機縱向中軸線6表示的中間平面20具有兩個從該中間平面20開始朝徑向方向21在徑向上向外延伸的流出面22和23，它們在該區(qū)域中或者在中間平面20中具有到渦輪機縱向中軸線6的最小間距24。

流出面22和23是凹形的，并且基本上圍繞渦輪機縱向中軸線6彎曲地構(gòu)造。

這些流出面22和23至少部分地如此構(gòu)成擴散器出口區(qū)域9，使得空氣質(zhì)量流5的至少一部分25(僅示范性地表示且以數(shù)字標(biāo)記)有利地轉(zhuǎn)向且在此有利地被導(dǎo)向流入通道15和16的匯入口26或者27中，由此使從擴散器7溢出的空氣質(zhì)量流5能夠總體上均勻地被引向流入通道15和16。

這具體意味著，通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)上的措施，即通過流出裝置17，在擴散器7的下游如此改變擴散器7的流出，使得空氣質(zhì)量流5以優(yōu)選方向28或者29轉(zhuǎn)向筒倉燃燒室的流入通道15或者16。這尤其涉及空氣質(zhì)量流5的以下這些部分25，其主流動方向30與通過流入通道15或者16預(yù)設(shè)的通道主流動方向31或者32不同。

這尤其好地實現(xiàn)，因為這兩個流出面22或者23從中間平面20開始以在徑向方向21上的變化的曲率進一步徑向向外延伸。

兩個流出面22和23尤其在面向中間平面20的一側(cè)34上的區(qū)域33中相對于在背對中間平面20的一側(cè)36上的另一個區(qū)域35中更劇烈彎曲地構(gòu)造。

在此如此設(shè)置流出裝置17，使得通過空氣質(zhì)量流5的另一部分實現(xiàn)流出裝置17的背流37，由此保障例如內(nèi)殼10的在此未示出的構(gòu)件的冷卻。

就此而言，當(dāng)流出裝置17尤其間隔于擴散器出口區(qū)域8內(nèi)的殼體部件壁18布置時，是尤其有利的。

在此再次指出，中間平面20垂直于通過筒倉燃燒室裝置的縱向延伸限定的筒倉燃燒室裝置的縱軸線38延伸。

在該實施例中僅僅示出了一個流出裝置17，其同心地在兩個流入通道15和16之間、在同心的第一中間區(qū)域40中靠近殼體部件壁安置。

應(yīng)當(dāng)理解的是，另一個這樣的流出裝置17也能夠布置在同心的另一個中間區(qū)域41中。

盡管本發(fā)明在細(xì)節(jié)上通過該優(yōu)選的實施例進一步闡述和描述，但是本發(fā)明不限于該公開的實施例，且其他變體方案能夠由專業(yè)人員由此推導(dǎo)，而不脫離本發(fā)明的保護范圍。